Задание EF17610

ЕГЭ▿базовый уровень сложности▿ФИПИ(17610)

Ученик провёл опыт по преломлению монохроматического света, представленный на фотографии.

Затем вся установка была помещена в воду. Как изменятся частота световой волны, длина волны, падающей на стекло, и угол преломления?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждого ответа. Цифры в ответе могут повторяться.


📜Теория для решения: Отражение и преломление света. Законы геометрической оптики.

Решение

Алгоритм решения

1.Описать эксперимент, проведенный учеником.
2.Установить, как изменяется частота световой волны при перемещении установки из воздуха в воду.
3.Установить, как при этом изменяется длина световой волны.
4.Установить, как при этом изменяется угол преломления.

Решение

Ученик направил луч монохроматического света на стекло под углом 30 градусов к нормали. При этом луч вышел под углом 20 градусов. Это говорит о том, что свет из менее плотной оптической среды попал в более плотную.

Частота световой волны — характеристика, не зависящая от условий распространения этой волны. Поэтому при перемещении установки из воздуха в воду частота останется прежней.

Чтобы установить, как меняется длина световой волны и угол преломления. Нужно рассчитать изменение показателя преломления света. Относительный показатель преломления в первом и втором опыте будет соответственно равен:

sin.αsin.β..=nвоздухстекло

sin.αsin.γ..=nводастекло

Относительные показатели преломления можем выразить через абсолютные:

nвоздухстекло=nстеклоnвоздух..

nводастекло=nстеклоnвода..

Абсолютный показатель преломления — табличная величина. Мы возьмем приблизительный значения: для воздуха — 1, для воды — 1,33, для стекла — 1,5. В действительности абсолютный показатель преломления стекла может составлять от 1,43 до 2,17. Но это не столь важно, поскольку важно лишь то, что он в любом случае больше абсолютного показателя преломления воды.

Получим:

nвоздухстекло=1,51..=1,5

nводастекло=1,51,33..1,3

Видно, что при перемещении из воздуха показатель преломления уменьшился. Тогда:

sin.αsin.γ..=1,3

Так как числитель в левой части уравнения остался прежним, а число в правой части уменьшилось, то синус угла преломления увеличился. Поскольку синус угла находится в прямой зависимости от величины угла, то и угол преломления увеличился.

Длина волны определяется формулой:

λ=vν..

Учтем, что скорость распространения света в более плотной среде уменьшается. Если скорость уменьшилась, то длина воды тоже уменьшилась, поскольку между ними существует прямо пропорциональная зависимость.

Ответ: 321

Алиса Никитина | 📄 Скачать PDF | Просмотров: 6 | Оценить:

Добавить комментарий



Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *